人体的耐冲击性与伤害标准

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1、人体的耐冲击性与伤害标准人体全身的耐冲击性研究头部的耐冲击性和伤害标准颈部的耐冲击性胸部的耐冲击性　车辆设计保护人体相关视频交通事故中，大部分人伤害都是因人体受到外力冲击所致。人体对外力的冲击有一定的承受能力，但当外力超过一定限度时，人体便会受到伤害。在设计汽车安全构造时，应该了解人体耐冲击性，使得车辆总体结构、乘员保护装置及车内构造物的设计安全合理，以保证人体受到的冲击力不会超过人体承受限度。表示人体耐冲击性的物理量，一般采用加（减）速度、负荷、压力及位移（变形量）。特别是加速度，能准确地表示冲击大小的尺度，测量和数据处理

2、也比较容易，负荷和位移往往用于表达骨折和挫伤的耐冲击性。由于人体各部位的构造、机能不同，耐冲击性也各不相同，这里主要说明实际撞车时多发性重度伤害的头部、胸部、颈部的伤害标准。一、人体全身的耐冲击性研究人体耐冲击性的研究，最初是由航天技术的需要发展起来的。根据当时的研究，人体全身的耐冲击能力有无伤、中伤、重伤三个区域，无伤和中伤的界限可视为人体耐冲击界限，这一界限值随减速度作用时间的延长而降低。交通事故伤害是人体某个部位受到冲击，而不是全身受到均匀一致的冲击。因此，全身耐冲击能力对交通安全的实际意义不大，但这一成果对以后交通安

3、全研究的发展却有很大的影响。TOP二、头部的耐冲击性和伤害标准在交通事故中，头部伤害是最重要的伤害形式。直线减速度作用下头部伤害界限按下式计算：其中，GE为有效减速度，G(t)为减速度随时间变化的函数，T为减速度作用时间。显然，随着减速度作用时间的延长，安全界限降低，也就是伤害危险性增大。上述公式所示曲线是美国缅因州立大学于1960年提出的，所以又称WSTC曲线。在WSTC曲线的基础上以几经修改，1971年美国运输部决定采用下述HIC计算公式作为头部伤害界限的基准：式中：a——头部重心加速度，用重力加速度g的倍数表示；　　 

4、     　t2，t1——碰撞过程中所选择的两个时刻，它们应使上式计算结果达到最小值(秒)。HIC＝1000作为头部冲击伤害的安全界限，美国现行法定标准规定：时速为30英里（约合48km／h）的正面碰撞，其HIC值为1000。这一安全界限已被美国联邦机动车安全标准（FMVSS）采用作为评价汽车安全措施的依据。据测定用IC值为1000时，发生恶性头骨骨折的概率相当于33％。我国的国家标准GBT11551－89《汽车乘员碰撞保护》也将此值作为防止乘员受伤的标准要求。TOP三、颈部的耐冲击性　　人体颈部的生理构造很复杂，即使受到轻

5、微冲击，也可能造成伤害而产生严重后果。颈部的耐冲击性至今尚未完全明了。颈部向前及向后倾斜时的伤害界限约为60度左右，这一研究成果可用来指导汽车座椅靠背及安全枕的设计。TOP四、胸部的耐冲击性　在交通事故中，驾驶员常因胸部与方向盘碰撞而受伤。为减轻事故中驾驶员的伤害，可将汽车的转向管柱作成安全转向管柱，这种转向柱受到大于某一界限值的压力时，长度会缩短，从而起到保护作用。为了确定界限压力的数值，就需要了解人体胸部的耐冲击特性。美国20世纪70年代初期的研究结果表明，胸部受到的冲击力如超过6.4KN，人体便会受到严重伤害，发生胸骨

6、、肋骨骨折和心肺损伤。因此，可以此值作为胸部的耐冲击界限。另外，对于人体其它部位，如腹部、腿部及足部、臀部等，欧美国家都有相应的伤害界限标准。TOP乘员约束装置的保护原理安全是乘车人最关心的问题。一方面，生产厂家制造的汽车本身必须是安全、可靠的，即所谓主动安全，这主要从制动、操纵稳定性等汽车自身的性能上采取措施；另一方面，万一发生撞车、翻车事故时，也要能对乘员加以足够的保护，减轻二次碰撞，使伤害降低到最低限度，即所谓被动安全。这主要从车身结构（吸收撞击能量）、内饰软化、乘员保护等方面采取措施。１、二次碰撞加速度（或减速度）是

7、造成人体伤害的主要原因。当车辆发生碰撞时，车速会发生急剧变化，这称为第一次碰撞。由于车速发生急剧改变，车内乘员在惯性力作用下，将与车内结构物发生剧烈碰撞，并因此而受伤，这称为第二次碰撞。汽车在第一次碰撞中的加（减）速度越大，车内乘员第二次碰撞的加（减）速度也越大，乘员的伤害也越严重。如以60km/h车速进行碰撞试验，一个体重75kg的人可产生3吨的冲力。乘员的伤害值可用乘员各部分产生的减速度来表示，乘员的减速度以车辆碰撞时刻为起点，随着碰撞后时间的延长而变大，通常在二次碰撞发生时达到峰值。乘员约束装置的作用就是为防止二次碰撞

8、的发生，同时将减速度限制在乘员所能忍受的范围之内。2、乘员下沉安全带作为基本的乘员保护装置，之所以能起到保护作用，是因为在高减速过程中，由于安全带的约束作用，将产生一种“乘员下沉现象”，利用安全带吸收乘员的动能。假定乘员质量为M，因安全带使乘员获得的减速度为C，减速中车体的速度为V(t)，